楚天都市报报道欧洲杯线上买球学生团队打造出绝不燃爆电池

作者: 来源: 发布时间:2021-11-10 点击量:

    20211029日,楚天都市报以《原材料液体能自动分层,没有传统电池的隔膜,华科学生团队打造绝不燃爆电池》为题,报道了欧洲杯线上买球学生团队的《安“燃”无恙——一种新型安全电池》项目。在刚举行的第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中,欧洲杯线上买球该项目获得最高奖项“星系”级作品荣誉。

电池在重力作用下自动形成

    这神奇的电池长什么样?1025日,极目新闻记者在欧洲杯线上买球材料学院看到,电池外表看起来像一杯奶茶,实验器材装着白色和暗黄色液体,顶部有一根类似吸管的黑色物体插在实验器材中,不断搅拌着液体。

    该学生团队负责人孟锦涛博士介绍,这种全新电池叫对流增强型自分层电池,电池底部是锌负极,中间为水性电解液,顶部是有机正极液,将电池槽打开倒入各成分,电池在重力作用下自动形成,10秒完成组装。组装后液体物质发生化学反应即可释放电能,实现电能储存,“我们的电池可以快速组装完成,原材料较便宜,制造成本很低,仅为锂电池的三分之一,十分安全,可以说绝不会燃烧爆炸。”

  如何做到绝不会燃爆?团队成员李思达解释,这种电池没有隔膜,传统电池里的隔膜易破损,会导致正负极短路,进而产生燃爆,“我们团队选取电池原材料的这两种液体是不混溶的,不管如何搅动,在重力作用下很快就会自动分层。所以我们的电池没有隔膜。”同时,该电池内含水且没有易燃易爆物质,搅拌桨使得电池内部热量均衡,热量可以均匀分散掉,降低危险。

  李思达向记者展示了实验视频,只见实验人员用工具搅拌电池内的液体,搅拌越快,所连接的照明灯越亮,“这是我们团队独创的技术,搅拌桨能促进电池中的电化学反应,让电池性能更好。”

千余种方案中找到电池配方

   “团队最初有一个思考,为什么现在的电池都是一层一层薄膜,然后压得很紧,又是固体,感觉很硬朗。我们想以柔克刚。”孟锦涛介绍,他们为此到处走访调研、埋头阅读文献、扎根实验室做实验,在老师的指导下最终决定通过化学物质搭配制作液态电池。

    这项工作最大的难题是找原材料,找到上百种原材料,还不能单一使用,要自己搭配。“就跟‘配药’一样,我们把不同的化学物质进行搭配,再实验测试其可行性。”李思达说,上百种化学物质,团队搭配了上千次。

    有时团队一天可以做出三四种搭配方案,配方做好后进行实验,检测其充放电性能。为检测化学物质的稳定性,一个配方的实验就需要几个月了。“找配方的过程很难,我也试过去做但都失败了。这些学生坚持并找到不错的化学物质,很不错。”该校欧洲杯线上买球副教授沈越说。

    2018年末,团队终于在上千个配方中找到了一种叫TEMPO的有机小分子,性能十分稳定,通过特定的化学策略使其具有疏水性,就不会溶于水。取得第一步成功后,团队继续在电池结构和系统两方面探索。“天天在实验室做研究是常态,晚上10点多甚至更晚离开实验室也是家常便饭。2017年到现在,我们团队一直在做这件事情。”孟锦涛回忆。

    一路探索,该项技术不断成熟,他们也受到了锂离子电池发明人、诺贝尔化学奖得主John B. Goodenough的高度评价。记者看到约翰·古迪纳夫在书信中写道:“对流增强型自分层电池是一场革新,和现有主流电池架构截然不同。”信中还提到,该电池具有良好的循环稳定性,其非常适用于电站储能。

未来发电站居民均可使用

    这项技术未来将怎样出现在我们生活中?孟锦涛介绍,该电池未来将主要用于电站储能,帮助缓解用电紧张。

    目前我国还是以火力发电为主,需要大力推广新能源。“太阳能和风能等新能源发电具有间歇性和随机性的特点,什么时候有风什么时候出太阳,我们无法控制。因此需要储能技术调节能量输入与输出,新能源的运用核心也在于低成本的存储技术。”沈越表示。

    我国如今大规模储能的电池主要还是锂离子电池和铅酸电池,均存在成本较高和有潜在燃爆风险等问题。因此,该团队所研发的新型储能电池将在这一领域有极大的用武之地。

    “储能电池可以灵活存储新能源,从而提供能源安全保障。”孟锦涛介绍,团队未来或将电池分为大型、中型和小型三大类,大型就是发电站,中型主要是面向企事业,前段时间拉闸限电,工厂要复工的话,可用这个储能电池把电能储存起来使用。小型则面向普通民众,家用储能电池目前在国外已有所应用,未来也可能在国内推广使用。


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